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Einrichtung zur selbsttätigen Leistungsregelung mehrerer parallel
geschalteter Stramerzeuger durch ie einen Leistungsregler Eine bestimmte verfügbare
Energie wird von mehreren parallel arbeitenden Generatoren gleicher Gräße mit gleichen
Wirkungsgradkurven immer dann mit dem besten Wirkungsgrad abgefahren, wenn alle-
Maschinen gleich mit etwa der günstigsten Last, z. B. So v. H., ausgenutzt sind.
Eine selbsttätige Wasserstands- oder Leistungsreigelung kann daher in bekannter
Weise z. B. so vorgenommen werden, daß der Wasserstands- oder Leistungsregler die
Wirkleistungsabgabe einer Führermaschine beeinflußt und daß die Leistungsabgabe
der anderen Maschine mit der Abga:be der Führermaschine z. B. mittels Differentialre-Iais
verglichen wird, worauf diese Maschinen auf die gleiche Leistungsabgabe wie die
Führermaschine geregelt werden. Dieses Verfahren wird verwickelt, sobald es sich
um mehr als zwei oder drei parallel arbeitende Generatoren handelt, da die Umschaltung
der Hilfsleistungen bei Maschinenstörungen oder Wechsel der Maschinen Schwierigkeiten
macht. In bestimmten Fällen ist es daher einfacher, je-der Maschine ihren eigenen,
fest angeschlossenen Leistungsregler zuzuordnenund die Sollwerte aller dieser Regler
gemeinsam zu verstellen.
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Dies kann z. B. durch eine mechanische oder elektrische Welle erfolgen,
durch gemeinsame Verstellung der einzelnen Federgegenspannungen oder der Gegengewichte.
Der bei dieser Regelung eingestellte Sollwert X ergibt, multipliziert mit der Zahl
P der in Betrieb befindlichengleich großen Maschinen, die konstant zu haltende Suinmenleistung
des gesamten Werkes. Die Sollwerte der Leistungsregler der nicht in Betrieb befindlichen
Maschinen werden zwar mitverstellt, jedoch arbeiten sie nicht mit, da die Regeikontakte
so lange nicht an die Stromquelle angeschlossen
werden, wiedie Maschinen
nicht parallel geschaltet sind.
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Die Lage der Soll-,verteinstellung allein ist daher kein Maß für die
tatsächliche Leistungsabgabe des gesamten Werkes. Handelt es sich z. B. um ein VVerk
mit automatischer Wasserstandsregelung, so arbeitet - derWasserstandsregler
zweckmäßig auf die Verstellung für den Sollwert der gekuppelten Leistungsregler.
Steigt nun die verfügbare Wassermenge, so daß eine zweite Maschine zu der ersten
parallel geschaltet wird, so würfle deren Leistungsregler die Maschine innerhalb
kurzer Frist ebenso hoch belasten wie die bisher,in Betrieb befindliche Maschine.
Da der Wasserspiegel bei der erhöhten Leistungsabgabe schnell absinkt, wird die
Wasserstandsregelung den Leistungssollwert herunterregeln. so daß es leicht zu Pendelungen
und Überregeln kommen kann. Diese Überregelungen können zum großen Teil vermieden
werden, wenn erfindun,#s,-em*,iß zusätzliche RückfÜhrvorrichtungen ängeordnet -sind,
die selbsttätig den Leistungssollwcrt bei der Zu- oder Abschaltung von Stromerzeugern
so verstellen, daß die Summe der Maschinenleistungen konstant bleibt oder sieh nur
um einen bestimmten einstellbaren Betrag ändert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
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Die Wirkungsweise sei erst an Hand der Fi i erläutert. Sch
stellt einen Schwimmer, Z. B. an dem konstant zu haltenden Oberwasserspiegel
eines Wasserkraftwerkes, dar init einem Gegengewicht G und den IZ-ontakten
H, - T für die Höher- bzw. Tieferregelung des Leistungssollwertes,
die unter Zwischenschaltung entsprechender Zeitverzögerungen mittels der Zeitrelais
ZH bzw. ZT erfolgt.
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z# Für die Verstellung des Sollwertes dient der Doppelfeldverstellmotor
31, der die Sollwerte der nicht gezeichneten Leistungsregler aller Maschinen, z.
B. mittels einer mechanischen oder elektrischen Welle, gleichmäßig verstellt. Die
in dem Stromkreis liegenden Ruhekontakte HIlr und HTr sind dabei -eschlossen.
Erfolgt jetzt die Züi- oder Abschaltung einer 2 c Mas hine, so möge z. B.
der Druckknopfschalter Züi bzw. Ab betäti-t werden. An fleren Stelle kann
z. B. auch ein Wischkontakt an dem betreffenden Maschinenleistungsschalter treten.
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Durch die genannte Kontaktbetätigung werden die Spulen der Relais
HT bziv. HH erregt, die ihre RuhelKontake HHr und HTr momentan öffnen und
gleichzeitig die Arbeitskontakte HTa. bzw. HHa. schließen. Die Relais sind mit einer
Abfallverzögerung ausgerüstet, z. B. mittels eines Herninwerkes, so daß die Kontakte
erst nach der eingestellten Zeit in ihre -'#Zorrnallage zurückgehen. Das Ansprechen
des Relais HT erfolgt bei Zuschaltung einer neuen Maschine, sein Arbeits-' kontakt
bewirkt daher sinngemäß die Tieferregulierung des eingestellten Sollwertes durch
Erregung der l#-eldwiclluti-F7' des Verstellmotors II. In entsprechender Weise w:rd
bei Abschaltung einer Maschine durch das Re-lais HH eine Höherregelung des
Sollwertes Z-, t' ,vorgenommen. Die Länge der Abfallverzögerungszeit der
genannten Relais wird so bemessen, daß die Rückführung nin einen erfahrungsgemäß
gewählten Mittelwert erfolgt. Die Länge der Rückfübrzeit kann bei den beiden Relais
verschieden gewählt werden.
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Die vorgenannte Apparatur, die init einer Rückführung nach der Zeit
arbeitet, setzt eine bestimmte Stellung der Sollwerteinstellung voraus, z. B. daß
bei Zuschaltun- einer zweiten 'Maschine die erste etwa voll belastet war, (l. h.
der Sollwert in der Näh2 der Volllast lag. Es kann zweckmäßig sein, diese Annalinie
vor Einleitung der Rückführung zu kontrollieren bzw. das Maß der Rückführung
je nach der vorherigen Einstellung des Leistungssollwertes zu wählen.
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Hierzu ist in Fig. 2 ein Vergleichsrelais VR vorgesehen, dessen linke
Wicklung über einen Widerstand R 'gespeist wird, der mit dein -,.?'erstellmotor
111 -,ekuppelt ist. Die rechte Wicklung des Verl-leichsrelais wird demgegenüber
von einem Strom durchflossen, der proportional der Zahl der ehigeschalteten Maschinen
ist. Das Vergleichsrel ais VR bewirkt damit eine Rückführung des Leistungssollwertes
durch den Motorantrieb.II nur, bis das C:rlei,cligew;clit oder eine einstellbare
Uiisyinnietrie zwischen den beiden Wicklungen des Relais VR erreicht ist.
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In der Schaltung nach Fi-. 2 steuert der SchwimmerSch über seine KontakteH
i)7w. T mit Anzugsverzögerung aus-2rüstete Zeitrelais ZH bzw. ZT. Diese steuern
mittels ihrer Arbeitskontakte über die normalerweise 'geschlossenen Ruhekontakte
der Hilfsrelais X bnv. 1- den Motor II, der den Sollwert der gekuppelten
Leistungsregler verstellt. Erfol-t eine Maschinenzuschaltwig, wobei der Kontakt
Zit betätigt wird, so spricht das Hilfsrelais X an. Bei einer AbMialtung wird in
entsprechender Weise das Hilfsrelais Y erregt. Die genannten Relais schalten mittels
ihrer Ruhekontakte xri, -ri'. bzw. yr" yr, die normale Betätigung des Verstellinotors
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durch die WasserstanJsregelung ab. Durch die gleichzeitig schließenden
Arbeitz#kontakt-, xa, bzw. ya, der gleichen Relais wird eine Tiefer- bzw. Höhersttuerung
1#s Verste1-motors j1,1 in Abhängigkeit vom der Kontaktgabe am Vergleichsrelais
VR eingeleitet. Die gleichfalls schließenden Arbeitskontakte Xt721 yal, der genannten
Relais d:enen zür elektrischen
Selbsthaltung der Relais, und zwar
für die am Zeitrelais Z eingestellte Zeit. Dieses Zeitrelais Z wird über die parallel
geschalteten Kontakte sa,3, ya" der Relais X bzw. Y erregt, wenn eines dieser Relais
anzieht. Z öffnet seinen Ruhekontakt Zr nach einer einstellbaren Zeit und gestattet
damit eine zeitliche Begrenzung der Länge der Rückführimpulse.
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Das Vergleichsrelais VR ist so angeschlossen, daß durch die linke
Wicklung ein Strom fließt,. der der Höhe der Sollwerteinstellung .der Leistungsregler
umgekehrt proportional ist. Durch die recht-- Wicklung fließt ein Strom, der abhängig
ist von 4er Zahl der eingeschalteten Maschinen. In der Figur sind z. B. drei Maschinen
angenommen, deren Leistungsschalter Hilfskontakte L I, L II und L III besitzen.
Der Ruhekontakt hr des Hilf srelais H sei vorerist als geschlossen angenommen. Ist
nun die Maschine I eingeschaltet, so ist der durcli die rechte Wicklung fließen-de,
Strom gegeben durch die Größe des Begrenzungswiderstände R I. Wird nun z. B. die
Maschine II zügeschaltet, so daß deren Leistungsschalter -,den Hilfskontakt L II
schließt, so, wird der #durch die rechte Wicklung des Vergleichsrelais fließende
Strom doppelt - so groß wie bisher, wenn die Widerstände R I und R II gleich
groß bemessen werden. Das Vergleichsrelajis schließt mithin seinen rechten Kontakt
und bewirkt damit eine Tieferregelung des Sollwertes um etwa die Hälfte über den
nunmehr geschl(5ssenen Kontakt Xa, des Hilfsrelais. Das gleiche tritt auch ein,
wenn 7. B. die Maschine III zu der Maschine I zugeschaltet wird. Durch verschiedene
Bemessung der Widerstände R I bis R III können Anpassungen an verschiedene Maschinengrößen
erfolgen.
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In entsprecheirder Weise geht der Strom in der rechten Spule des Vergleichsrelais
VR zurück wenn z. B. bei zwei laufenden Maschinen die zweite Maschine abgeschaltet
wird. In der linken Wi d-dung des Relais VR wird: in diesem Fall bei schwacher Maschinenbelastung
ein hoher Strom fließen, so daß das Relais seinen linken Kontakt schließt und über
den geschlossenen Kontakt yal eine Herunterregelung des Sollwertes vorgenommen wird.
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Die Rückführung wird in dem Äugenblick verwickelter, in dem es sich,
uni mehr als zwei Maschinen, wie bisher beschrieben, handelt. Um eine gleiche Basis
anzunehmen, müßte z. B. bei Zuschaltung der zweiten Maschine eine Rückführung des
Leistungssollwertes um 50 % erfolgen, bei Zuschaltung einer dritten Maschine
um 3301, der vierten Maschine um :25 '/o usw. Es handelt sich mithin bei größerer
Maschinenzahl nicht mehr um eine der Zahl der Maschinen, proportionale Größe,
die sich #durch Parallelschaltung entsprechender Widerstände leicht herstellen läßt.
Bei höherer Maschinenzahl muß daher auf anderem Wege für einen entsprechenden Ersatzwiderstand
gesorgt werden, der die rechte Wicklung des Relais VR in solcher Weise speisen kann,
daß die Rückführung um. das rechnerisch erforderliche Maß erfolgt.
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Für die gezeichneten drei% Maschinen ist zu diesem Zweck das Hilfsrelais
H vorgesehen, welches bei Einschaltung der drei Maschinen über deren in Reihe geschaltete
Kontakte L I' bis LIII' anzieht. Nun wird die rechte Wickhing des Relais VR durch
den Ruheleontakt hr abgeschaltet und gleichzeitig durch den Arbeitskontakt ha des
gleichen Relais ein entsprechend bemessener Ersatzwiderstand ER eing#eschaltet.
Durch eine als bekannt vorauszusetzende Relaisschaltung können auch bei größerer
Maschinenzahl entsprechende Ersatzwiderstände in die Schaltung einbezogen werden,
wenn auf eine genaue Rückführung Wert gelegt wird. In vi'elen Fällen wird es auch
genügen, eine Rückführung um einen Mittelwert vorzusehen, wobei an Stelle der zahlreichen
Widerstände R I b#s R III usw. ein einziger Ersatzwiderstand treten kann. Es muß
dann nach dem Arbeiten der Rückführeinrichtung die Schwimmerregelung wieder eine
entsprechende Korrektur der Sollwerteinstellung der gektippelten Leistungsregler
vornehmen. Die Aufgabe der Rückführeinrichtung soll lediglich die sein, die durch
die Maschinenzu- bzw. -abschaltungen veranlaßten Schwankungen möglichst klein zu
halten. Die obengenannten Zahlen einer Rückführung urn z- B. 50 Olo,
33 % usw. bei Maschinenzuschaltungen sind nur als Beispiel gewählt. In der
Praxis wird man Relais und Widerstände so auslegen, daß die Schaltwerte sich von
den genannten Werten uin einen bestimmten Betrag unterscheiden, um z. B. beim Zuschalten
einer zweiten Maschine die Leistung von vornherein gegenüber dem bisherigen Schaltzustand
etwas zu steigern.